1. 关于杠杆,下列说法正确的是 (
A.杠杆一定是直的
B.动力作用点一定在杠杆的两端
C.过支点的作用力不能产生转动效果
D.杠杆的支点可以不在杠杆上
C
)A.杠杆一定是直的
B.动力作用点一定在杠杆的两端
C.过支点的作用力不能产生转动效果
D.杠杆的支点可以不在杠杆上
答案
1. C
解析
【分析】
这是一道杠杆基础概念的辨析题,解题的核心思路是紧扣杠杆的定义、五要素以及力臂的相关性质,逐一排查每个选项的正误:首先回忆杠杆的定义明确杠杆的形状没有强制要求,再结合动力的作用特点判断动力作用点的位置要求,接着从力臂的定义出发分析过支点的力的转动效果,最后明确支点的属性判断其是否能不在杠杆上,通过排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
A选项:杠杆的定义是“能绕固定点转动的硬棒”,它的形状可以是直的,也可以是弯曲的,比如羊角锤、扳手这类弯曲的工具都属于杠杆,因此杠杆不一定是直的,A错误。
B选项:动力是使杠杆发生转动的力,动力的作用点可以在杠杆上的任意位置,并非必须在杠杆的两端,B错误。
C选项:力对杠杆的转动效果由力矩(力×力臂,力臂是支点到力的作用线的垂直距离)决定,过支点的作用力,对应的力臂大小为0,力矩为0,因此无法产生转动效果,C正确。
D选项:支点是杠杆绕着转动的固定点,支点一定属于杠杆的一部分,不可能不在杠杆上,D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆定义,杠杆五要素,力臂性质
【点评】
本题属于杠杆章节的入门概念辨析题,易错点集中在学生容易被日常接触的直杠杆的固有印象误导,错选A,或是对力臂为零的物理意义理解不到位,误判其他选项,学习时要注意吃透基础概念,不要对杠杆的相关要素形成片面的错误认知。
【难度系数】
0.8
这是一道杠杆基础概念的辨析题,解题的核心思路是紧扣杠杆的定义、五要素以及力臂的相关性质,逐一排查每个选项的正误:首先回忆杠杆的定义明确杠杆的形状没有强制要求,再结合动力的作用特点判断动力作用点的位置要求,接着从力臂的定义出发分析过支点的力的转动效果,最后明确支点的属性判断其是否能不在杠杆上,通过排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
A选项:杠杆的定义是“能绕固定点转动的硬棒”,它的形状可以是直的,也可以是弯曲的,比如羊角锤、扳手这类弯曲的工具都属于杠杆,因此杠杆不一定是直的,A错误。
B选项:动力是使杠杆发生转动的力,动力的作用点可以在杠杆上的任意位置,并非必须在杠杆的两端,B错误。
C选项:力对杠杆的转动效果由力矩(力×力臂,力臂是支点到力的作用线的垂直距离)决定,过支点的作用力,对应的力臂大小为0,力矩为0,因此无法产生转动效果,C正确。
D选项:支点是杠杆绕着转动的固定点,支点一定属于杠杆的一部分,不可能不在杠杆上,D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆定义,杠杆五要素,力臂性质
【点评】
本题属于杠杆章节的入门概念辨析题,易错点集中在学生容易被日常接触的直杠杆的固有印象误导,错选A,或是对力臂为零的物理意义理解不到位,误判其他选项,学习时要注意吃透基础概念,不要对杠杆的相关要素形成片面的错误认知。
【难度系数】
0.8
2. 如图所示,在推油桶上台阶时,油桶 (

A.不是杠杆
B.是杠杆,支点在$A$点
C.是杠杆,支点在$B$点
D.无法判断
C
)A.不是杠杆
B.是杠杆,支点在$A$点
C.是杠杆,支点在$B$点
D.无法判断
答案
2. C
解析
【分析】
首先我们要明确判断一个物体是不是杠杆的核心思路:第一步先回忆杠杆的定义,确认物体是否为受力时可绕某固定点转动的硬物体;第二步结合推油桶上台阶的实际过程分析转动的固定点:当施加力F拉动油桶要登上右侧台阶时,油桶原本和下方水平地面接触的点会先离开地面,此时油桶唯一保持接触、绕着转动的固定点就是油桶和台阶的接触点B,由此就能判断出油桶属于杠杆,支点为B点,对应选出正确选项。
【解析】
1. 首先根据杠杆的定义:在力的作用下可以绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2. 分析推油桶上台阶的过程:油桶本身是刚性硬物体,在拉力F的作用下,油桶会抬离下方的水平地面,整个油桶会绕着它与台阶的接触点B转动,完全符合杠杆的特征,因此油桶是杠杆,支点为B点。
3. 逐一判断选项:A选项说油桶不是杠杆,错误;B选项说支点在A点,A是油桶的圆心,并非油桶转动的固定点,错误;C选项描述符合推导结果,正确;D选项说无法判断,错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆定义,支点判断
【点评】
本题的易错点是容易误将油桶的圆心A、油桶原本和地面的接触点当成支点,判断支点的核心方法是观察物体实际转动过程中固定不动的那个点,推油桶上台阶时地面接触点会脱离地面,不再保持固定,台阶处的B点才是转动的固定支点。
【难度系数】
0.7
首先我们要明确判断一个物体是不是杠杆的核心思路:第一步先回忆杠杆的定义,确认物体是否为受力时可绕某固定点转动的硬物体;第二步结合推油桶上台阶的实际过程分析转动的固定点:当施加力F拉动油桶要登上右侧台阶时,油桶原本和下方水平地面接触的点会先离开地面,此时油桶唯一保持接触、绕着转动的固定点就是油桶和台阶的接触点B,由此就能判断出油桶属于杠杆,支点为B点,对应选出正确选项。
【解析】
1. 首先根据杠杆的定义:在力的作用下可以绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2. 分析推油桶上台阶的过程:油桶本身是刚性硬物体,在拉力F的作用下,油桶会抬离下方的水平地面,整个油桶会绕着它与台阶的接触点B转动,完全符合杠杆的特征,因此油桶是杠杆,支点为B点。
3. 逐一判断选项:A选项说油桶不是杠杆,错误;B选项说支点在A点,A是油桶的圆心,并非油桶转动的固定点,错误;C选项描述符合推导结果,正确;D选项说无法判断,错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆定义,支点判断
【点评】
本题的易错点是容易误将油桶的圆心A、油桶原本和地面的接触点当成支点,判断支点的核心方法是观察物体实际转动过程中固定不动的那个点,推油桶上台阶时地面接触点会脱离地面,不再保持固定,台阶处的B点才是转动的固定支点。
【难度系数】
0.7
3. 开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,如图所示,不计自重,能正确表示它的工作示意图的是 (


B
)答案
3. B
解析
【分析】
这道题的核心是结合开瓶器的实际使用场景判断杠杆的五要素,我们可以按步骤思考:第一步先找杠杆的支点,也就是开瓶器工作时绕着转动的固定点,开瓶盖时开瓶器顶端和瓶盖上表面接触的点是支点;第二步判断动力,手对开瓶器末端施加向上的力,让开瓶器绕支点转动撬起瓶盖;第三步判断阻力,瓶盖会阻碍开瓶器转动,对开瓶器施加向下的反作用力,作用在开瓶器和瓶盖下边缘接触的位置,且动力臂比阻力臂长,是省力杠杆,对照选项就能选出正确的示意图。
【解析】
解:
1. 确定支点:开启瓶盖过程中,开瓶器始终与瓶盖顶部接触的点是杠杆的支点O,杠杆绕该点转动;
2. 确定动力:手作用在开瓶器的末端,施加向上的动力F₁,使杠杆做逆时针转动;
3. 确定阻力:瓶盖对开瓶器的作用力是阻碍杠杆转动的阻力F₂,方向竖直向下,作用在开瓶器与瓶盖下边缘的接触处,且动力臂大于阻力臂,符合开瓶器作为省力杠杆的特征,只有选项B符合上述规律。
【答案】
B
【知识点】
杠杆五要素,省力杠杆
【点评】
本题结合生活常见工具考察杠杆的基础判断,易错点是容易误判支点位置、动力或阻力的方向,解题时可以结合实际操作的转动效果来推导力的方向,避免凭直觉选错。
【难度系数】
0.7
这道题的核心是结合开瓶器的实际使用场景判断杠杆的五要素,我们可以按步骤思考:第一步先找杠杆的支点,也就是开瓶器工作时绕着转动的固定点,开瓶盖时开瓶器顶端和瓶盖上表面接触的点是支点;第二步判断动力,手对开瓶器末端施加向上的力,让开瓶器绕支点转动撬起瓶盖;第三步判断阻力,瓶盖会阻碍开瓶器转动,对开瓶器施加向下的反作用力,作用在开瓶器和瓶盖下边缘接触的位置,且动力臂比阻力臂长,是省力杠杆,对照选项就能选出正确的示意图。
【解析】
解:
1. 确定支点:开启瓶盖过程中,开瓶器始终与瓶盖顶部接触的点是杠杆的支点O,杠杆绕该点转动;
2. 确定动力:手作用在开瓶器的末端,施加向上的动力F₁,使杠杆做逆时针转动;
3. 确定阻力:瓶盖对开瓶器的作用力是阻碍杠杆转动的阻力F₂,方向竖直向下,作用在开瓶器与瓶盖下边缘的接触处,且动力臂大于阻力臂,符合开瓶器作为省力杠杆的特征,只有选项B符合上述规律。
【答案】
B
【知识点】
杠杆五要素,省力杠杆
【点评】
本题结合生活常见工具考察杠杆的基础判断,易错点是容易误判支点位置、动力或阻力的方向,解题时可以结合实际操作的转动效果来推导力的方向,避免凭直觉选错。
【难度系数】
0.7
4. 如图所示是使用钓鱼竿的示意图,$O$为支点,$F_{1}$是手对竿的作用力,$F_{2}$是鱼线对竿的作用力,请在图中画出$F_{1}$、$F_{2}$的力臂。

答案
4. 如图所示:
解析
【分析】
要画出两个力的力臂,首先明确力臂的定义:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。解题时按三步思考:第一步先找准题目给出的支点O;第二步分别确定F₁、F₂两个力的作用线,必要时可沿力的方向正向或反向延长作用线;第三步从支点O分别向两个力的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段就是对应力的力臂,最后标注对应的力臂符号即可。
【解析】
1. 确认支点位置:图中O点为杠杆的支点;
2. 沿F₁、F₂的方向分别作出两个力的作用线,可用虚线适当延长超出力的两端;
3. 从支点O向F₁的作用线作垂直的虚线段,标注直角符号,该线段即为F₁的力臂,记为L₁;
4. 从支点O向F₂的作用线作垂直的虚线段,标注直角符号,该线段即为F₂的力臂,记为L₂。
【答案】

【知识点】
力臂绘制,杠杆五要素
【点评】
本题属于杠杆部分的基础作图题,核心考查力臂的规范画法,易错点是不少同学会误将支点到力的作用点的连线直接作为力臂,忽略了力臂需要与力的作用线垂直的要求,作图时要注意用虚线画垂线段,同时标注直角符号和对应的力臂标识。
【难度系数】
0.7
要画出两个力的力臂,首先明确力臂的定义:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。解题时按三步思考:第一步先找准题目给出的支点O;第二步分别确定F₁、F₂两个力的作用线,必要时可沿力的方向正向或反向延长作用线;第三步从支点O分别向两个力的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段就是对应力的力臂,最后标注对应的力臂符号即可。
【解析】
1. 确认支点位置:图中O点为杠杆的支点;
2. 沿F₁、F₂的方向分别作出两个力的作用线,可用虚线适当延长超出力的两端;
3. 从支点O向F₁的作用线作垂直的虚线段,标注直角符号,该线段即为F₁的力臂,记为L₁;
4. 从支点O向F₂的作用线作垂直的虚线段,标注直角符号,该线段即为F₂的力臂,记为L₂。
【答案】
【知识点】
力臂绘制,杠杆五要素
【点评】
本题属于杠杆部分的基础作图题,核心考查力臂的规范画法,易错点是不少同学会误将支点到力的作用点的连线直接作为力臂,忽略了力臂需要与力的作用线垂直的要求,作图时要注意用虚线画垂线段,同时标注直角符号和对应的力臂标识。
【难度系数】
0.7
5. 丹丹要晾晒三条相同的湿毛巾,如图所示的挂法中,最有可能让衣架保持水平平衡的是 (

A
)答案
5. A
解析
【分析】
这道题是杠杆平衡条件的实际应用,我们首先把衣架的横杆看作杠杆,支点就是顶部挂钩的位置。已知三条完全相同的湿毛巾,可将其中2条叠放、剩余1条单独悬挂,总重力分别为2G和G。接下来设定横杆上相邻两个悬挂点的间距为单位长度L,分别计算杠杆左右两侧的总力矩(力×力臂),当两侧力矩相等时,衣架就能保持水平平衡,逐个验证选项即可得到正确结果。
【解析】
解:将衣架横杆视为杠杆,支点为顶部挂钩位置,设每条毛巾重力为G,相邻两个悬挂点的间距为L,支点位于横杆中点:
1. 分析选项A:总重为2G的叠放毛巾,两个夹子分别挂在支点左侧的两个悬挂点上,等效拉力作用点距离支点的力臂为L;总重为G的单独毛巾,两个夹子分别挂在支点右侧的两个悬挂点上,等效拉力作用点距离支点的力臂为2L。
左侧总力矩:$F_左L_左=2G × L=2GL$
右侧总力矩:$F_右L_右=G × 2L=2GL$
左右力矩相等,满足杠杆平衡条件,衣架可以保持水平。
2. 分析选项B:总重2G的毛巾两个夹子都挂在最左侧悬挂点,力臂为1.5L,左侧力矩为$2G×1.5L=3GL$;总重G的毛巾两个夹子都挂在支点右侧近支点的悬挂点,力臂为0.5L,右侧力矩为$G×0.5L=0.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
3. 分析选项C:总重2G的毛巾挂在支点左侧近支点的悬挂点,力臂为0.5L,左侧力矩为$2G×0.5L=GL$;总重G的毛巾挂在支点右侧远支点的两个悬挂点,力臂为1.5L,右侧力矩为$G×1.5L=1.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
4. 分析选项D:总重2G的毛巾挂在最左侧悬挂点,力臂为1.5L,左侧力矩为$2G×1.5L=3GL$;总重G的毛巾挂在最右侧悬挂点,力臂为1.5L,右侧力矩为$G×1.5L=1.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
综上只有A的挂法能让衣架保持水平平衡。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中晾晒毛巾的实际场景考查杠杆平衡原理的应用,解题的关键是将毛巾的总拉力等效为作用在悬挂点中点的集中力,避免直接数夹子的力产生错误,很好地锻炼了学生用物理规律解决实际生活问题的能力。
【难度系数】
0.7
这道题是杠杆平衡条件的实际应用,我们首先把衣架的横杆看作杠杆,支点就是顶部挂钩的位置。已知三条完全相同的湿毛巾,可将其中2条叠放、剩余1条单独悬挂,总重力分别为2G和G。接下来设定横杆上相邻两个悬挂点的间距为单位长度L,分别计算杠杆左右两侧的总力矩(力×力臂),当两侧力矩相等时,衣架就能保持水平平衡,逐个验证选项即可得到正确结果。
【解析】
解:将衣架横杆视为杠杆,支点为顶部挂钩位置,设每条毛巾重力为G,相邻两个悬挂点的间距为L,支点位于横杆中点:
1. 分析选项A:总重为2G的叠放毛巾,两个夹子分别挂在支点左侧的两个悬挂点上,等效拉力作用点距离支点的力臂为L;总重为G的单独毛巾,两个夹子分别挂在支点右侧的两个悬挂点上,等效拉力作用点距离支点的力臂为2L。
左侧总力矩:$F_左L_左=2G × L=2GL$
右侧总力矩:$F_右L_右=G × 2L=2GL$
左右力矩相等,满足杠杆平衡条件,衣架可以保持水平。
2. 分析选项B:总重2G的毛巾两个夹子都挂在最左侧悬挂点,力臂为1.5L,左侧力矩为$2G×1.5L=3GL$;总重G的毛巾两个夹子都挂在支点右侧近支点的悬挂点,力臂为0.5L,右侧力矩为$G×0.5L=0.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
3. 分析选项C:总重2G的毛巾挂在支点左侧近支点的悬挂点,力臂为0.5L,左侧力矩为$2G×0.5L=GL$;总重G的毛巾挂在支点右侧远支点的两个悬挂点,力臂为1.5L,右侧力矩为$G×1.5L=1.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
4. 分析选项D:总重2G的毛巾挂在最左侧悬挂点,力臂为1.5L,左侧力矩为$2G×1.5L=3GL$;总重G的毛巾挂在最右侧悬挂点,力臂为1.5L,右侧力矩为$G×1.5L=1.5GL$,两侧力矩不等,无法平衡。
综上只有A的挂法能让衣架保持水平平衡。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中晾晒毛巾的实际场景考查杠杆平衡原理的应用,解题的关键是将毛巾的总拉力等效为作用在悬挂点中点的集中力,避免直接数夹子的力产生错误,很好地锻炼了学生用物理规律解决实际生活问题的能力。
【难度系数】
0.7
6. 如图所示的刻度均匀的杠杆保持水平平衡,弹簧测力计竖直向上拉,作用点在$i$点,示数为$3\ \mathrm{N}$,杠杆上还挂有一个重为$1\ \mathrm{N}$的钩码,该钩码一定挂在杠杆的 (

A.$b$点
B.$e$点
C.$j$点
D.$n$点
D
)A.$b$点
B.$e$点
C.$j$点
D.$n$点
答案
6. D
解析
【分析】
首先先确定杠杆的支点位置,明确弹簧测力计的拉力大小和对应的动力臂:支点在杠杆中间的黑点处,弹簧测力计竖直向上拉i点,数格可得动力臂为2个单位格。接下来判断转动效果:弹簧测力计向上拉支点右侧的位置,会让杠杆绕支点逆时针转动,要让杠杆保持平衡,钩码向下的重力产生的转动效果必须是顺时针转动,因此钩码不能挂在支点左侧(左侧挂向下的钩码会和弹簧测力计效果一致,无法平衡),只能挂在支点右侧。最后代入杠杆平衡公式计算阻力臂,就能得到钩码对应的悬挂位置。
【解析】
设杠杆每一格的长度为L:
1. 确定已知条件:弹簧测力计的拉力为动力$F_1=3\ \mathrm{N}$,支点到i点的动力臂$L_1=2L$;钩码重力为阻力$F_2=1\ \mathrm{N}$。
2. 判断钩码的侧方位置:弹簧测力计向上拉支点右侧的i点,使杠杆有逆时针转动的趋势;钩码对杠杆的拉力竖直向下,要抵消逆时针转动趋势、让杠杆平衡,钩码必须使杠杆有顺时针转动的趋势,因此钩码只能挂在支点的右侧,直接排除支点左侧的b点、e点(选项A、B错误)。
3. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,代入数值:
$ 3\ \mathrm{N} × 2L = 1\ \mathrm{N} × L_2 $解得阻力臂$L_2=6L$,即钩码悬挂点在支点右侧距离支点6格的位置,对照刻度可知该位置是n点,排除距离支点仅3格的j点(选项C错误)。
因此钩码一定挂在n点。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件,力臂判断
【点评】本题的易错点是忽略两个力的转动效果相反,直接代入公式计算后误选支点左侧的点,解题时先通过转动方向确定钩码所在的侧,再计算力臂对应位置,就能快速排除错误选项。
【难度系数】0.7
首先先确定杠杆的支点位置,明确弹簧测力计的拉力大小和对应的动力臂:支点在杠杆中间的黑点处,弹簧测力计竖直向上拉i点,数格可得动力臂为2个单位格。接下来判断转动效果:弹簧测力计向上拉支点右侧的位置,会让杠杆绕支点逆时针转动,要让杠杆保持平衡,钩码向下的重力产生的转动效果必须是顺时针转动,因此钩码不能挂在支点左侧(左侧挂向下的钩码会和弹簧测力计效果一致,无法平衡),只能挂在支点右侧。最后代入杠杆平衡公式计算阻力臂,就能得到钩码对应的悬挂位置。
【解析】
设杠杆每一格的长度为L:
1. 确定已知条件:弹簧测力计的拉力为动力$F_1=3\ \mathrm{N}$,支点到i点的动力臂$L_1=2L$;钩码重力为阻力$F_2=1\ \mathrm{N}$。
2. 判断钩码的侧方位置:弹簧测力计向上拉支点右侧的i点,使杠杆有逆时针转动的趋势;钩码对杠杆的拉力竖直向下,要抵消逆时针转动趋势、让杠杆平衡,钩码必须使杠杆有顺时针转动的趋势,因此钩码只能挂在支点的右侧,直接排除支点左侧的b点、e点(选项A、B错误)。
3. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,代入数值:
$ 3\ \mathrm{N} × 2L = 1\ \mathrm{N} × L_2 $解得阻力臂$L_2=6L$,即钩码悬挂点在支点右侧距离支点6格的位置,对照刻度可知该位置是n点,排除距离支点仅3格的j点(选项C错误)。
因此钩码一定挂在n点。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件,力臂判断
【点评】本题的易错点是忽略两个力的转动效果相反,直接代入公式计算后误选支点左侧的点,解题时先通过转动方向确定钩码所在的侧,再计算力臂对应位置,就能快速排除错误选项。
【难度系数】0.7
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